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1、模块五 特种加工, 5.1 电火花加工,机械制造基础,背景知识,20世纪中前期，前苏联的科学家拉扎林科夫妇在研究电器开关触点遭受电火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温使局部金属熔化、气化而被蚀除掉，并于1943年利用电蚀原理研制出世界上第一台实用化的电火花加工装置，从而开创了一种新的机械加工工艺方法-电火花加工。,电火花加工的产品,电火花加工的原理,电火花加工基于电火花腐蚀原理，工具电极和工件分别接脉冲电源的两级，并浸入工作液中，当工具电极与工件之间间隙达到一定距离，极间将形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。,1、工件
2、2、脉冲电源 3、自动进给调节装置 4、工具电极 5、工作液 6、过滤器 7、工作液泵,电火花加工原理示意图,电火花加工的原理,电火花加工的运动过程,电火花加工的必要条件,脉冲电源的作用是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量。每秒有成千上万次脉冲放电。,脉冲电源,ti为脉冲宽度， to为脉冲间隔， tp为脉冲周期， ui为脉冲峰值电压或空载电压,脉冲电源空载电压波形图,电火花加工的必要条件,合适的电极材料,电极材料是导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料,紫铜与铜钨电极,石墨电极,钼丝,加工稳定性较好，加工质量较高。但机械加工性能不
3、如石墨电极。,加工效率较高，机械加工性能较好。但加工质量不如紫铜电极，且脆性大，易损坏。,具有良好的韧性和抗拉强度，主要用作电火花线切割电极丝。,电火花加工的必要条件,合理的放电间隙,放电间隙是指工具电极和工件之间的距离,电火花的放电间隙一般在0.010.05mm之间， 粗加工时的间隙较大，精加工时的间隙较小 。,工件,工件,电极,电极,间隙过大,间隙过小,易导致加工断路,易导致加工短路,电火花加工的必要条件,绝缘工作液,电火花加工需要在具有一定绝缘性能的液体介质中进行，以压缩放电通道、集中能量，提高蚀除金属的效率，同时起冷却电极和工件的作用。,常用的电火花加工工作液,电火花加工的特点,优 点
4、,局限性,适于难切削材料的加工（如硬质合金、淬火钢等）,可加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件,加工时无切削力，有利于深细孔、异形孔、深槽、窄缝类零件的加工,不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷,工具电极无须比工件材料硬,直接使用电能加工，便于实现自动化,加工效率较低,工具电极有电蚀损耗，对成形精度有一定影响,工作液的净化和加工中产生的烟雾污染的处理较麻烦,只能加工金属等导电材料,电火花加工的分类,特点：工具为成形电极，与被加工表面有相同的截面或形状。常用于各类型孔和型腔的加工,圆孔,方槽,异形孔,弯孔,型腔加工,下列为电火花穿孔成形加工示例,电火花加工的分类,特点：通过线状工具电极按规定的轨迹与工
5、件做相对运动，切割出一定形状的工件。一般用于轮廓切割、下料及窄缝加工。,1-绝缘底板 2-工件 3-脉冲电源 4-钼丝 5-导向轮 6-支架 7-贮丝筒,电火花线切割加工示意图,加工动画,电火花加工的分类,特点：工具电极与工件之间有相对的旋转运动，径向或轴向进给运动。一般用于回转工件内、外表面或回转成形面的精加工。,内圆磨削,外圆磨削,成形面磨削,工具电极,工件,工具电极,工件,电火花加工的分类,特点：成形工具电极与工件均作旋转运动，两者角速度相等或成整数倍，相对接近的放电点可有切向相对运动。,内齿轮加工,外齿轮加工,工具电极与工件作共轭范成运动，工具电极作径向进给运动,工件,工具电极,电火花加工的分类,特点：工具电极与工件在气体中产生火花放电，使金属表面产生物理和化学变化，以提高工件表面的硬度、耐磨性、耐热性和疲劳强度。一般用于模具、刀具、量具刃口的表面强化以及电火花刻字、打印记。,工具电极,工件,电火花表面强化加工,电极振动，并沿工件表面作进给运动,课堂小结,掌握电火花加工的原理 了解电火花加工的特点（与切削加工进行对比） 了解电火花加工的几种常见形式及其应用场合,
